供热知识调整版

·302-2005第一章基础知识第二节供热基本知识⒈一次水、二次水从热源输送热能到各热力站的管网为一级供热管网。

该管网中流动的水为一次水。

一次水是高温热水，它由热源经管网流入热力站换热设备，释放出热量后再经管网返回热源。

一次水在热源处已经过软化处理，以避免因高温而使换热设备结垢。

从热力站输送热能到各用户的管网为二级供热管网。

该管网中流动的水称为二次水。

二次水在热力站换热设备中吸收热量，经管网流入用户，作为供暖水和生活热水。

为避免换热设备结垢，供暖用水必须经过软化处理；生活用水必须将供水温度控制在60℃以下。

⒉集中供热系统⑴.•热源：是指通过燃料燃烧产生热能将热媒加热成高温水或蒸汽的区域锅炉房或热电厂。

⑵.•热网：是指由区域供热蒸汽管网或热水管网组成的热媒输配系统。

⑶.•热用户：是指由建筑物内供暖、生活生产用热系统与设备组成的系统。

⒊集中供热系统型式⑴.•根据供热系统的热源不同可分为：热电厂供热系统、区域锅炉房供热系统、利用工业余热的供热系统以及以核能、太阳能、地热等作为热源的供热系统。

⑵.•根据使用热媒不同可分为：蒸汽供热系统和热水供热系统。

⑶.•根据用户供热管道的数目不同可分为：单管供热系统、双管供热系统。

⒋集中供热过程的组成供热过程由热介质的准备、热介质的输送、热介质的利用三个步骤组成。

⒌热负荷⑴.按其用途可分为：供暖热负荷：供暖系统的热负荷是指在某一室外温度下，为了达到要求的室内温度，保持房间的热平衡，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。

通风（空调）热负荷：在供暖季节，加热从室外进入室内的新鲜空气所消耗的热量。

生活用热负荷：为满足日常生活中用于洗盥、洗衣、洗刷器皿、热饭等的用热。

生产工艺热负荷：为满足生产过程中用于加热、烘干、蒸煮等用热，或作为动力用于拖动机械设备的用热。

⑵.按热媒种类分为：热水热负荷和蒸汽热负荷。

⑶.按使用时间分为：季节性热负荷和长年热负荷。

⒍传热的基本方式⑴.•导热：是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时，依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。

单纯的导热只能发生在固体中。

⑵.•对流：是指依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象。

⑶.•辐射：是依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线来传递热量的现象。

⒎供热运行参数供热运行参数是指供热系统运行过程中的一些物理参量。

它可以直接反映供热状况，是运行调节的依据。

热力站记录的参数主要有压力、温度、流量等。

⒏管道阻力管道阻力包括沿程阻力和局部阻力。

沿程阻力：指当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其管壁间的摩擦产生的能量损失。

局部阻力：指当流体流过管道的一些附件（如阀门、弯头、三通等）时，由于流动方向或流速的改变，产生局部旋涡和撞击，由此产生的能量损失。

⒐水力失调热水供暖系统各热用户或各散热器设备中的实际流量与设计流量之间的不一致性，称为该热用户或该设备的水力失调。

水力失调可分为垂直失调和水平失调。

水力失调会引起热力失调。

各层散热器之间不按比例放热的现象称为垂直热力失调；同层散热器之间不按比例放热现象称为水平热力失调。

⒑管道的排水与放气热水管道在充水时，要将管内的空气全部排净以保证热介质的正常循环，并防止空气中的氧气对管道内壁的腐蚀。

由于空气的比重小于水，管道充水时空气将聚集在高点，因此将放气门设置在系统高点会有利于空气的排出。

管道检修时，需将管内的水放净，因此在低点设置泄水门，以便于管道内的水从管道中排出。

⒒干线、支线、户线从热源引出的主要管线称为干线。

从每条干线上引出的管线叫支线。

从支线引向单独热力站的管线叫户线。

第二章供热系统城市集中供热系统主要由热源、热网和热用户三部分组成。

根据热媒不同，供热管网有热水管网和蒸汽管网两种。

在供热系统中，水作为热媒与蒸汽相比有如下优点：⒈热水供应系统的热能利用效率高。

由于热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏以及二次蒸发汽的热损失，因而热效率比蒸汽供热系统高。

⒉以水作为热媒用于供暖系统时，可以按质调节的方法进行调节，既节约能源，又能较好的满足卫生要求。

⒊热水供应系统的蓄热能力高、热稳定性好。

由于系统中水量多，水的比热大，因此在水力工况和热力工况短时间失调时，供热状况也不会有显著的波动。

４、热水供热系统可以进行远距离输送，热能损失较小，供热半径大。

⒌在热电厂供热情况下，可以充分利用低压抽汽，提高热电厂的经济效果。

以蒸汽作为热媒与热水相比，有如下优点：⒈以蒸汽作为热媒的适用面较广，能满足更多不同热用户的要求。

⒉与水网输送网路循环水量所耗的电能相比，汽网中输送凝结水所耗的电能较少。

⒊蒸汽在散热器或换热器中，因温度和传热系数都比水高，可以减少一些散热或换热设备的面积，降低设备费用。

⒋蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地区或高层建筑不会产生象水那样的静水压力。

因此，用户的连接方式较为简便，运行也较方便。

第二节供热输配管网供热管网的主要作用是将热源产生的热能通过热媒（水或蒸汽）经济有效地、合理地分配到每个热用户，确保热能的供应。

它是连接热源与用户的纽带，是城市供热的命脉。

根据输热管道平面布置与热媒种类、热源与用户间的相互位置及热负荷变化特征有关，主要可分为枝状管网和环状管网两大类。

枝状管网比较简单，造价较低，运行管理较方便，它的管径随着距热源距离的增加而减小。

其缺点是没有供热的后备性能，即当网路上某处发生事故时，在损坏地点以后的所有用户，供热均被断绝。

热力管网图2-1 枝状管网示意图若需建造较大型热水管网时，为提高热网的后备性，可设计成环状管网。

•如图2-2所示。

这种热网通常做成两级型式，第一线为主干线，呈环状；第二级为用户的分布管网，呈枝状。

环状管网的主要优点是运行安全可靠，具有供热的后备性能；但它造价较高，运行管理复杂。

图 2—2 环状管网示意图第三节 热用户一、热水采暖系统分类 ⒈按外网热水是否进行热交换分：直接采暖系统和间接采暖系统。

直接采暖系统的外网热水不再进行热交换，而直接进入热用户内部系统散热器中进行循环散热。

间接采暖系统的外网热水（即一次水）需要经过热交换设备，4 2 31 1热源2热力站将热能转换给用户内部系统热水（即二次水），然后通过二次水进行循环散热。

直接采暖系统因热损失大，不易管理等原因，现在很少采用。

间接采暖系统逐渐取代直接采暖系统是热力发展的必然趋势，而热力站则是间接采暖系统中不可缺少的交换枢纽，起着调节热媒参数、热能转换和仪表计量等作用。

⒉按系统的循环动力分：自然循环系统和机械循环系统。

自然循环系统是靠冷、热水密度差进行循环的供热系统。

自然循环热水供暖系统维护简单，不需耗费电能。

但由于作用压力小，管中水流动速度小，所以管径相对要大些，系统作用半径也受到限制。

在日常生活中的某些地方（如家用土暖气），可采用这种方式供热。

在机械循环热水供暖系统中，水在管内的流速大，管径小些，在系统中循环时的冷却温降小。

它的循环动力主要依靠水泵所产生的压力作用。

集中供热系统均采用机械循环供热。

在机械循环系统中，水流速度常常超过了自水中分离出来的空气气泡的浮升速度。

为了使气泡不致被带入立管，在供水干管内要使气泡随水流方向流动，应按水流方向设上升坡高。

气泡聚集到系统最高点后，通过在最高点设排气装置，将空气排至系统之外。

回水干管按水流方向设下降坡度，其目的是使回水全部排出，使系统内部的水全面循环起来。

图2-9中i表示管道的坡度，“→”表示管道的坡向，箭头指向管道的低处。

⒊按热媒参数分：低温热水采暖系统和高温热水采暖系统。

低温热水采暖系统的热媒参数低于100℃，(对于间接采暖系统指的是二次供水温度)北京地区基本上属于这类系统。

高温热水采暖系统的热媒参数高于100℃，这也必然需要高压来维持，此类系统适合于我国东北等较冷地区。

⒋按系统的每组立管根数分：单管系统和双管系统等。

单管系统又可分为单管顺流式系统和单管跨越式系统。

单管系统结构简单，节省管材。

但单管顺流式系统因沿途温度逐渐降低，势必造成立管各组散热器的热媒平均温度不同，易产生供水立管前端用户过热，而末端用户过冷的现象。

单管跨越式系统的连接有利于提高下层散热器进水温度。

单管跨越式系统一般在跨越管上设有阀门，便于调节散热器散热量。

这两种系统经常合并使用，在供水立管前端用户采用单管跨越式，而在后端用户均采用单管顺流式。

一般来说，层数较多的采暖用户宜采用单管式系统。

双管系统中沿立管各组散热器的热媒平均温度基本相等，但作用压力却各自不同，因而容易引起垂直失调的现象，而且耗费管材。

但它易于调节，适合于层数较少的采暖系统中。

近年来，高层建筑中常采用单双管混合式系统，一方面避免单管系统支管过粗；另一方面也可避免因使用过多双管系统而出现严重垂直失调的不利因素。

双管式系统单管顺流式系统单管跨越式系统1-换热器 2-循环水泵 3-膨胀水箱 4-集气罐图2-9 机械循环供暖系统⒌按系统的管道敷设方式分：垂直式系统和水平式系统。

垂直式系统是采用立管为散热器干管的采暖系统。

水平式系统是采用水平管为散热器干管的采暖系统。

水平式系统按供水管与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式两种。

水平式系统与垂直式系统相比，系统的总造价较低，系统管路简单，无需穿过各层楼板，施工方便；但它的排气方式较复杂，环路不宜过长，易出现水平失调等现象。

图2-10 水平顺流式系统⒍按回水干管布置的位置分：上供下回式系统、下供上回式系统、上供上回式系统和混合式系统等。

上供下回式系统是一种最常见的型式，易于排气，散热器放热系统较高，但存在垂直失调问题，需要精心设计和调节。

下供上回式系统可将供、回水干管管路布置在地下室或地沟内，顶层房间美观，且有利于减少垂直失调，但需要解决好顶部排气问题。

上供上回式系统只适用于特殊的工业建筑，及不可能将采暖管道布置于地板上或地沟里的建筑物中。

另外，对于高层建筑采暖系统中，为避免垂直失调严重和散热器承压能力不够等问题的发生，可在垂直方向上分成两个或两个以上的系统，这便是混合式采暖系统。

图2-11 机械循环上供上回式热水供暖系统图2-12 机械循环下供上回式热水供暖系统⒎按各立管环路的总长度是否相等分：同程式系统和异程式系统。

同程式系统是指各立管距总立管的水平距离不相等，各立管水循环环路总长度相等。

此类系统可消除或减轻系统水平失调现象，因而常用于较大的系统中，但耗费管材。

异程式系统是指各立管距总立管的水平距离不相等，各立管水循环环路总长度也不相等。

因各立管环路压力损失难以平衡，此类系统不可避免水平失调问题。

但在常用的热水采暖系统中，一般为异程式系统。

图2－13 同程式系统示意图图2-14 异程式系统示意图二、热水供热系统附件⒈集气罐在系统的各个高点处安装排气装置，有助于系统全面循环，以防气塞。